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火力发电厂空压机采用变频方式的技术经济分析

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火力发电厂空压机采用变频方式的技术经济分析
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摘要: 空压机设备是火力发电厂重要的动力源,也是电厂正常运行中较大的耗电用户,随着国家的节能政策推广和大型火力发电机组对空压机容量需求的增大,空压机设备的运行经济性也被越来越重视。本文以某工程为例对空压机采用变频运行方式进行了综合性分析,为今后类似工程设计和设备选择提供参考意见。

Abstract: As a important power source of thermal power plant,air compressor is the major power user during normal operation. The running economy of compressor gains its attention as the generalization of energy saving policy and increasing demand for compressor capacity by thermal power unit. This paper shows a comprehensive analysis of compressor frequency conversion operation in some project, provides suggestion for project design.

关键词: 空压机;变频;技术经济分析

Key words: air compressor;frequency conversion;technical and economic analysis

0 引言

空压机是电动机的机械能转换成气体压力能的装置,按工作原理可分为容积式压缩机和速度式压缩机,按结构型式可分为诸多种类,目前用于火力发电机组主要有螺杆式空气压缩机、离心式压缩机,而螺杆式空压机以其独有的特性,得到了更为广泛地应用,故本文为将围绕螺杆空压机展开论述。

1 电厂空压机实际运行分析

目前,电厂内空压机主要用于仪表控制和物料输送2个方面。按照《大中型火力发电厂设计规范》GB50660-2011中规定的“仪表与控制用气、检修用气和厂内除灰气力输送用压缩空气宜统一规划设计、集中布置,空压机宜统一配置,供气系统应分开设置”要求,电厂压缩空气系统设计一般都采用同形式、同容量的螺杆式空气压缩机。

仪表控制用气量一般与机组容量、控制水平和运行工况相关,机组容量越大和控制水平越高耗气量也越大,在机组调试运行和负荷变化时耗气量最大,从电厂实际运行的统计数据看,以2台600MW机组为例,耗气量一般在40-60Nm3/min。

物料(火力发电厂中主要指粉煤灰和干法脱硫用石灰石粉)输送用压缩空气耗量只与燃烧煤质和除灰系统设计有关,输灰系统耗气量受煤质变化影响最为明显。正因为这个特点,电厂考虑到国内电厂燃煤不可控制的实际情况,往往在工程设计时要求在空压机容量选择上留有足够裕量,以应对煤质变化后各输送系统的正常运行。空压机选型裕量大,从系统安全角度考虑是有利的,普通空压机都是出于恒速运转状态,当用户进气量减少时,但这也将随之带来一些负面的问题,实际中运行存在部分空压机长期可能处于减少进气的低负荷运行状态,也存在备用空压机长期空载运行和频繁加卸载的情况,运行效率低,电耗高,也影响设备的使用寿命。

2 定速、变频空压机技术特点比较

2.1 普通空压机技术特点

螺杆空压机属于容积式压缩机,通常是由一对相互平行啮合的阴阳转子在机体内做高速旋转运动,使阴阳转子齿槽和机体之间形成齿间容积随转子的回转不断地产生周期性的容积变化,空气则沿着转子轴线方向由吸入端送至输出端,实现螺杆空压机的吸气、压缩和排气的全过程。对空压机来说,在其设计范围内,吸、排气量和转速呈线性正比关系,当转速提高时排气量也随之加大。普通螺杆空压机是恒速运行,而电厂实际中,气量需求都处于变动状态,使得用户用气量小于额定排气量时,空压机出口管路压力上升,当压力达到设定的压力值时,机器自带的控制器将关闭进气阀,此时电机处于空在状态,由于用户仍在用气,稍后一段时间内,空压机出口供气管路压力会逐渐下降,其下降和再次上升速度主要取决于2个因素:

①用户实际用气量与空压机额定吸、排气量的比值k。k值越小压力下降速度越小,同时也表示卸载空压机的空载运行时间越长;反之,k值越大压力下降会越快,表示空压机在进入空载状态后会很快重新进入负载运行状态;当k值持续为1时,系统不会出现空载和加卸载交替出现的状态,会一直处于满负荷运行状态。

②空压机系统配套的储气罐和输气管道的尺寸和长度。储气罐容积越大,供气压力下降和再次上升的速率越慢,空压机由负载状态转为空载状态的频率会降低,从而降低了空压机因频繁满载和空载转换的转换带来的额外功率损耗。

综上所述,空压机运行方式一般就是从正常供气压力点运行,到超过正常压力设定点后关闭进气阀后空载运行,当供气压力低于正常压力点时再重新加载满负荷运行这么一个过程,如此循环往复。根据空压机设备的结构原理可得知,空压机运行压力与转矩正正比,管线压力越高,空压机电机轴功率消耗也会越大;而空压机空载时也会有30-40%的电机效率。

2.2 变频空压机技术特点

所谓变频空压机,就是通过改变电源的频率来改变空压机的运行转速,从而调节空气机的吸、排气量。目前,变频空压机的运行频率大多是由变频器根据系统需要的正常压力和供气端反馈的实时压力的差值进行自动调节。当供气端反馈压力超过正常压力时,变频器减小输出频率;反之,将增大输出频率;当供气端反馈压力与是正常值相吻合时,变频器将维持恒定的输出功率运行。变频空压机启动后,其输出频率平稳上升至额定频率,该过程为软启动,启动时间可以调节设定,然后维持频率的过程,排气量可以根据供气需要做到实时调节,确保气量达到一个动态平衡状态。 变频螺杆空压机与常规螺杆机从运行角度考虑有以下优点:①供气压力稳定。采用变频器无级调速控制,通过控制器或变频器内部的调节器能对供气量实时控制,达到供气压力稳定,比普通定速螺杆运行的上下限相比,气压稳定性更好。②节能更明显。尽管各空压机厂家都采取了不同的节能措施,如进气阀开度和螺杆螺距调节等,但变频空压机是根据实际用气需求实时调节,在用气量低的时候空压机可以自动休眠,可以大大节约电能消耗。③启动平稳。变频器是一种软启动装置,启动的电流最大是额定电流的2倍左右,与定速电机的启动电流为额定电流的6倍以上比,对供电系统和机械转动部件的启动冲击小得多。④运行噪音低。启动和低速连续运行时,机械噪音下降,机械磨损小。⑤对储气罐和管路尺寸要求低。

3 某2×600MW工程空压机变频运行的实施情况

电厂可根据运行实际情况开启或关闭此阀门,方便做到仪用气的单独供给,也可以有效地保证仪用气系统的稳定供给。也在仪用、输灰、检修用气上设置压力测点和压力保护值,当仪用压力低的保护值时,输灰或检修用气的电动门可自动关闭,以保证仪用气的母管的稳定性,可以实现仪用压缩空气优先。仪用储气罐的设计容积按满足机组故障失电时,维持5分钟的仪表控制耗气量考虑,以确保机组安全停机。

综合电厂实际运行情况和设备购置成本,空压机在火力发电厂全部采用变频的必要性不大,而且会导致设备投资大大增加,故全部采用变频方案不予以考虑。下面仅对“全部采用定速螺杆”(常规设计方案)以及“6台定速螺杆和2台变频螺杆相结合”两种方案,进行经济性分析。

4 本工程与常规设计方案经济比较

4.1 两种方案主要参数比较

4.2 两种方案的经济比较

本工程与常规设计方案的经济比较。

5 总结

从上述工程为例分析,空压机采用“定速螺杆和变频螺杆相结合”方案与火力发电厂“全部采用定速螺杆”的常规设计方案比较来看,虽然设备初投资略高,但年费用低,节能效果较好,3年左右就能收回投资成本。

参考文献:

[2]高相家,陈放.螺杆空压机变频节能改造的经济分析和技术方案[J].压缩机技术,2009(3).

[3]李路,张岚原,安振华.基于振动测试的螺杆压缩机运转可靠性分析[J].日用电器,2013,07.

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集控运行系统是在日益复杂的过程控制要求和大型工业生产自动化的基础上应运而生,以自动处理器为中心,全程实现集约化自动管控。将集控运行系统与计算机远程控制与传输技术、control控制技术和信息通讯技术结合起来,不仅可以集中管控操作......
以科技创新加快转变经济发展方式
发布时间:2023-06-29
摘 要:伴随我国经济的快速发展和全球化的不断深入,对于我国经济发展模式提出了更高要求,一直以来,在经济发展方面,我国已经取得了一些成效,但是仍然存在很多问题,例如,管理体制的落后、缺少核心技术作支撑、缺乏自主创新能力等......
蒸汽自动疏水器在火力发电厂中的应用
发布时间:2013-12-17
摘要:本文详细介绍蒸汽自动疏水器的技术发展、工作原理、节能作用以及应用情况,供广大同行们在设计、选型及应用中参考。 关键词:蒸气疏水疏水器 1、概述 在火力发电机组运行中为了提高蒸汽系统的效率和保证蒸汽设备的安全和经济......
大力发展服务业推进经济发展方式转变
发布时间:2023-04-20
[论文关键词]发展;服务业; 经济 发展方式;转变[论文摘要]党的“十七大”报告指出,要加快转变经济发展方式,促进国民经济又好又快发展。本文从转变经济发展方式的概念及内涵入手,主要阐述了从优化产业结构角度,大力发展服务业对转变......
电机试验用变频电源综述
发布时间:2022-11-21
摘要:在交流电机的制造过程中,对产品的试验测试是必不可少的关键工艺环节,变频电源是交流电机试验最为重要的试验设备。随着产品的发展,特别是各类变频电机开发应用,对试验用变频电源提出了新的要求,本文对交流电机试验用变频电......
火力发电厂铸造阀门常见缺陷及处理方案
发布时间:2015-08-19
摘要:本次研究中对火力发电厂铸造阀门缺陷的表现形式进行了简要分析,然后根据裂纹产生的原因、裂纹发生的部位,对铸造阀门缺陷的产生原因进行了探讨,最后简要分析了各种常见缺陷的处理方法,希望能够使铸造阀门的整体使用质量与水......
配电变压器保护方式的配置的方式
发布时间:2022-09-28
配电变压器保护方式的配置的方式 配电变压器保护方式的配置的方式 配电变压器保护方式的配置的方式 文章 来源 自 3 e du 教育 网 一 在环网供电单元时的情况 (1)环网供电单元的接线形式 环网供电单元由间隔组成,一般至少......
对电力变压器在线监测技术和故障处置的要点分析
发布时间:2023-03-04
【摘要】对电力变压器进行在线监测可以随时掌握变压器的状态,并通过渗油、铁芯接地、接头过热等故障的迅速排除,达到确保电力变压器正常运行和功能的目的,是电力系统整体处于安全运行的基础,是技术手段保障电力生产和传输的经济效......
电气线路防火技术分析
发布时间:2013-12-17
摘要:随着城乡建设的飞速发展,电气化、自动化水平不断提高,一根小小的电气线路已经成为联接千家万户的重要纽带,也正是这根给人们带来文明和发展的纽带不时地吞噬着人民的生命和财产。文章主要从造成建筑电气火灾的起因着手,阐述了建......
火力发电厂设备检修管理探讨
发布时间:2023-02-21
【摘要】目前我国发电方式还是以火力发电为主,而作为将燃料蕴含的能量转换成为电能的各类发电设备,在生产过程中能否保持高效正常运行,极大程度上决定了电厂的发电效率和经济效益,因此设备检修管理工作在电厂运行过程中占有重要的......
火力发电厂建设项目管理简述
发布时间:2017-08-24
摘要:目前,火力发电厂依然是当前我国电力系统供应中比较重要的一个组成部分,特别是近年来社会发展过程中对电能需求量的不断增加,使火力发电厂建设施工项目不断增多。因其具体施工处理的难度比较大,相对应的施工要素也比较多,在这种情况下,必须加强施工项目管理工作,这不仅有利于电力建设工程施工效率的提升,而且还为火电厂施工项目管理目标的实现奠定了良好的基础。本文就基于这种火力发电厂建设施工项目管理进行了简要分.........
论经济发展方式的三个转变
发布时间:2016-04-18
内容转变经济发展方式成为制约中国经济发展至关重要的问题,下面为大家介绍经济发展方式的三个转变相关论文,具体内容请查看全文。 党的十七大指出,实现未来经济发展目标,关键要在加快转变经济发展方式、完善社会主义市场经济体制方......
某汽车厂空压机节能方案设计与实施
发布时间:2015-08-03
摘要:本文介绍了某汽车厂空压机节能方案设计与实施情况,并对其经济效益进行了评估。 关键词:汽车厂、空压机节能、方案设计 中图分类号:TU2 文献标识码: A 一、现状 现行螺杆式空压机的工作流程如下:空气通过进入过滤器......
火力发电厂总图运输设计总结
发布时间:2023-07-27
摘要:20世纪的发电行业获得了辉煌的成就,电能已成为世界能源转化和使用的主要方式,成为一个国家经济发达程度的标志,同时又是人类文明生活不断提高的物质基础。因此电力工业的布局是否合理,将直接影响国民经济的发展速度。火力发电是发电厂的重要组成部分,在分析煤炭和水资源、地质等条件下的基础上,对其场址选择和规划设计,实现火力发电厂布局的最优具有重要的现实意义。关键词:火力发电厂;总图运输;设计总结中图分类.........
浅析电力变压器运行维护的方法
发布时间:2023-03-11
摘 要:电力系统的运转必须依靠电力变压器工作,才能实现各个不同电压要求设备的需要。电力变压器有它自己的使用年限,为了尽量延长使用时间,并在有效时间内提升使用效果,提供更加充足有效的电力能源,供给生活生产需要,文章说明变......
变频器在电厂工业水泵上的节能应用
发布时间:2013-12-17
摘要:简述水泵变频调速节能原理,对某电厂工业水泵采用变频调速节能改造的措施和取得的节能效益进行分析,揭示了水泵采用变频调速装置进行节能改造具有很大的实践空间。 关键词:泵类负载工业水泵变频调速节能 引言 1、泵类负载......
电力变压器故障分析与诊断
发布时间:2022-08-17
摘要: 电力变压器是电力系统中最关键的设备之一,它承担着电压变换,电能分配和传输,并提供电力服务。因此,变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经济运行的重要保证,必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。但......
烟气脱硝技术在火电厂项目中的应用研究
发布时间:2023-02-03
【摘要】目前造成大气环境污染的重要物质为氮氧化物,其是形成化学烟雾和酸雨重要化学物质。随着中国环境保护力度的加大,火电厂采用了燃煤烟气氮氧化物治理技术。该项技术在较为成熟,而且具有较高的烟气脱硝率,不会对环境造成二次......
调速技术在房间用空调压缩机上的应用
发布时间:2016-02-29
【摘 要】伴随着时代的发展,空调逐渐普及到家家户户,而空调对能源的消耗和环境的污染也随之增加,也已引起了广泛的关注,因此世界已将目光投向研究更加节能更加环保的新型空调的相关技术。本文将从多方面对该项新技术展开论述。 ......
大采深高矿压综采工作面沿空留巷技术实践
发布时间:2015-09-09
【摘 要】 本文介绍了平岗煤矿下延采区14#煤层右二采煤工作下巷沿空留巷工程,针对该区域大采深、高矿压的实际情况,该工作面采用锚杆、锚索、木垛、金属钢梁和巷旁袋墙联合支护,有效的控制了围岩变形, 保持了巷道的稳定性,待采动......
直线电机交通模式及技术经济特性
发布时间:2022-12-14
摘要:直线电机已开始在磁悬浮铁路、城市轨道 交通 中 应用 。介绍了直线电机的分类、3种典型的磁悬浮铁路和直线电机驱动的轮轨交通,对上述交通方式的技术 经济 特征进行了对比, 总结 了上述交通方式的适用范围。 关键词:直线电机......
机电一体化技术的发展及应用分析
发布时间:2016-09-06
随着科学技术的飞速发展,机电一体化技术已经成为当今工业科技的重要组成部分。机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术......
行车卷扬机电气改造中的变频调速技术
发布时间:2023-03-06
摘要:变频调速技术是一项新型的科技,它的应用能够有效地实现环保节能,因此它具有很大的发展空间。从目前来看,我国大多数领域都对其进行了相关的应用。本文主要探讨了变频调速技术在行车卷扬机电气改造中的应用。关键词:行车卷扬机;变频调速;电气改造在码头或者港口行车占据了很重要的地位,它是一种运用范围十分宽广的机电设备。他的正常运行保证了物流的正常运转以及工作人员和机械设备的安全。同时也确保了行车厂的效益最.........
螺杆式空压机常见故障分析处理
发布时间:2023-01-27
【摘 要】螺杆式空压在使用过程中由于维护保养不及时或操作不当、环境因素等原因,经常发生故障,本文对矿山井下所用螺杆式空压机的工作原理作了介绍,针对现场实际使用中出现的各种故障进行了归纳总结,重点分析了故障产生的原因及处......
降低火电厂汽机房内噪声的有效措施分析
发布时间:2023-06-17
摘要:在火电厂的工作环境中,汽机机房始终都是其中的重要设施以及操作人员工作的主要区域,而由于机械设备的工作运转,在机房中产生了巨大的噪声,对人体的耳膜以及其他器官造成极大的消极影响。文章结合多年实践工作经验,针对降低......
火力发电厂灰场安全运行及管理
发布时间:2022-11-14
摘 要:本文介绍了徐州发电厂灰场的安全运行管理工作,阐述了灰场的日常安全管理、灰场的防洪防汛、环境保护、取灰利用,并就灰场管理中的一些成功经验进行简要的总结,本文对火力发电厂灰场的运行管理,尤其是灰场的安全管理及环境保护......
IGBT直接串联高压变频器在炼铁厂冲渣泵上的应用
发布时间:2013-12-17
1、引言 2、系统方案选择在选择调速方案时,我们曾从节省投资出发考虑过使用调速型液力偶合器,但由于需将原机组的混凝土基础全部打掉重新捣制,工作量大、施工周期长,将影响正常生产,为此决定采用高压变频调速器。 3、佳灵IGB......
电厂热工自动化技术及其应用分析
发布时间:2013-12-17
摘 要:电力系统自动化是我国电力技术近年来的主要发展方向,本文针对电厂热工自动化技术及其应用情况展开了论述与探讨。文章首先就电厂热工自动化的概念及其在我国的发展现状进行了阐述,在此基础上就电厂热工自动化技术的构成及应用情......
浅谈火力发电厂的节能减排管理与实际应用
发布时间:2014-01-06
中国 摘要:能源作为国民经济发展的命脉,关乎我国能否实现可持续发展的大问题。众所周知,我国是一个能源大国,并且能源的生产和消费以煤炭为主。但是煤炭燃烧所产生的二氧化硫等污染物已经严重超标,给我国环境造成严重的承载压力。......
农业经济发展方式转变研究
发布时间:2019-07-01
摘要:伴随着国民经济的快速发展以及时代的不断进步,人们的环境保护意识以及可持续发展观日益凸显。在如今复杂的经济形势之下,低碳经济逐渐成为了当代经济发展的主要方向和趋势。农业经济在此种复杂的形势之下,也承受着来自多方面的冲击和挑战,这种大的经济发展趋势使得农业经济必须依据低碳经济的发展方式进行改革创新,否则我国农业经济无法健康持续发展。本文首先对我国经济依据低碳经济时代的特点进行改革的必须要性进行分.........
电厂高压试验技术及设备探讨
发布时间:2016-10-01
【摘 要】随着科学技术的进一步发展,我国电厂高压试验技术和设备也在不断进步。目前我国电厂高压试验技术及设备众多,工作人员需要保证各项技术和设备的合理运用,以提升试验数据结果准确性,保障电厂设备稳定运行。工作人员在试验过......
逆变技术在电力中的应用
发布时间:2015-08-12
[摘要]本文主要对逆变类电力电子成套装置中的DC-AC逆变器进行研究。回顾了电力电子技术的发展状况,分析了逆变技术在电力中的应用,以及电力半导体器件的发展对电力电子成套装置更新换代的影响,重点研究了DC-AC主电路拓扑结构。分别......
航空技术在森林防火与灭火中的应用
发布时间:2015-09-11
【摘 要】航空技术的发展与应用越来越广泛,并且更直接或者间接影响我们的生产与生活。本文结合我国森林防火、灭火的实践操作,探讨了空中力量参与森林灭火是森林防火、灭火的趋势和技术发展。针对于航空技术在森林防火、灭火的优势,......
沙角C电厂主变压器低压侧套管
发布时间:2023-06-24
摘 要:沙角C电厂2台进口主变压器自投运以来一直存在低压侧套管升高座发热的问题,为此,分析出现发热问题的原因并提出相应的改造措施。实施改造后,低压侧套管升高座没有出现低温过热的问题,保证了设备的安全运行。 1、低压侧套管......
转变经济发展方式,实现经济又好又快发展(1)
发布时间:2023-04-28
[摘要]改革开放以来,中国经济长期高速发展,是目前全球主要经济体中最高增长纪录的创造者和保持者,被称为“中国奇迹”。但与此同时,出现了资源的高消耗、环境污染严重、产业结构失衡、居民收入差距扩大等问题,经济发展“只快不好”。......
火电厂烟气脱硫技术监督中发现的问题及处理
发布时间:2015-08-03
摘要:随着国家环保政策的日益严格,火电厂烟气脱硫技术监督工作越来越受到重视。做好脱硫技术监督工作,可确保火电厂脱硫装置的安全、稳定、经济运行,保证烟气达标排放,及时发现脱硫设施运行中存在的问题,并提出解决方案,最大限......
变频调速技术应用于化工生产中的节能分析
发布时间:2015-07-27
在最近几年,随着我国的科学技术的不断发展,微电子技术、大规模集成电路、电子电力技术的发展越来越好,相应地,半导体的价格变得越来越低。生产工艺得到有效改善。越来越多的工业引用变频调速技术。在化工工厂中,普遍引入并应用大批......
低碳经济下如何转变农业经济发展的方式
发布时间:2023-02-20
在农业生产过程中,如果不加以节制,随意开采资源,就难免会对环境造成污染和破坏,并且导致资源枯竭,这样的后果是非常严重的,给人们对日常生产生活造成了严重影响。当前为了应对这一现状,已经有越来越多的人开始重视低碳经济这一理念,这是一种非常符合于人类自身发展的理念。我国农业生产一直以来,发展方式都以粗放式为主,难以适应当前的发展需求,所以我们有必要对农业经济发展方式进行一些调整。一、我国农业发展中存在的.........